煤矸石基發泡地質聚合物的制備及其力學性能

蘇麗娟，付國勝，李富源，孫 琦，王錦力，張佳寧

(遼寧工程技術大學土木工程學院，阜新 123000)

0 引 言

隨著國家對建筑節能要求的提高，建筑保溫隔熱材料的研發引起了國內外學者的研究興趣[1-2]。其中泡沫混凝土材料因其重量輕[3]、保溫隔熱性能好、抗震性能優異、可減少噪聲污染[4-5]、能調節室內氣溫等多種優點而被廣泛關注[6-7]。但泡沫混凝土在生產過程中需要使用大量的水泥，水泥的生產過程需要經過高溫煅燒工藝，生產能耗大，亟需研發新型綠色環保、能耗低的替代產品。

煤矸石是采煤過程中產生的一種固體廢物，主要來源于煤炭的開發和洗選加工過程[8-9]。我國目前煤矸石累積量已達到50億t，且每年以3.0億t左右的速度增加，目前，我國煤矸石累計堆放量已超過60億t[10]。

煤矸石不斷產出，堆放占地，且對大氣、土壤、地下水等環境都會產生污染，煤矸石的資源化利用迫在眉睫。周梅等[11]以煤矸石、礦渣和粉煤灰為主體材料，水玻璃和氫氧化鉀為配體，制備地質聚合材料，結果表明，煤矸石經過復合活化，大摻量制備高強地質聚合材料是可行的；鄒小童等[12]采用水玻璃作為堿性激發劑激發煤矸石、粉煤灰、水泥、硅灰等硅鋁材料制備了新型膠凝地質聚合物，并借助于XRD、SEM、FT-IR等手段定性分析了新型地質聚合物的制備機理和固化效果；張大明等[13]用氫氧化鈉與碳酸鈣混合制備的堿性干粉激發劑替代氫氧化鈉，采用煤矸石、粉煤灰和標準砂制備出吸水率低、抗壓強度高的建筑用地質聚合物，認為干粉激發劑比氫氧化鈉溶液更適合于激發煤矸石制備地質聚合物；……